Monografias.com > Ingeniería
Descargar Imprimir Comentar Ver trabajos relacionados

Sensores, principio y aplicación




Enviado por Pablo Turmero



Partes: 1, 2

    Monografias.com

    Sensores
    Son elementos que permiten obtener las variaciones de una señal física y traducirla a una magnitud con características específicas, que le permitan a un operador interpretar los cambios y manipularlos. Los sensores convierten una variable física en otra.
    Los sistemas de mediciones componen el elemento fundamental de los sistemas de control.

    Monografias.com

    Sensores
    Bimetalicos
    Es una pieza formada por dos metales unidos firmemente, cuyos coeficientes de dilatación térmica son distintos. Cuando se produce un cambio de temperatura, la pieza se deforma, formando un arco que es proporcional a la temperatura a la cual esta sometida la pieza.
    Generalmente los bimetalitos comerciales poseen un espesor entre 10 µm y 3 mm, para obtener una alta sensibilidad. La temperatura a los cuales son sometidos estos sensores van desde -75ºC a 540ºC. sus formas varían de voladizo, espiran, hélice, etc. Son muy empleados como elementos de control on-off, cortando un flujo de corriente que pasa a través de ellos.

    Monografias.com

    Sensores
    Bimetalicos
    El radio de curvatura (r) en un sensor bimetalico, para un cambio de temperatura T1 a otra T2 esta dado por:
    Si los materiales que componen el sensor son de módulos elásticos y espesores similares (m=1, n=1), la expresión se reduce a:

    Monografias.com

    Termopares
    Los termopares son unos de los sensores más sencillos y de los más utilizados en las industrias para determinar la temperatura de un proceso. Este sensor esta constituido por la unión de dos metales, la cual es sometida a la temperatura a ser medida.
    La diferencia de temperatura para la unión de dos metales, se conoce con el efecto Seebeck y esta dado por la siguiente ecuación:

    Monografias.com

    Leyes termoelectricas.

    Ley de circuito homogéneo[1]: En un conductor metálico homogéneo no puede sostenerse la circulación de una corriente eléctrica por la aplicación exclusiva de calor.

    Ley de los metales intermedios[1]: Si en un circuito de varios conductores homogéneos, la temperatura es uniforme desde un punto de soldadura A a un punto B (donde A es la unión de uno de los conductores con uno de los cables del termopar y B es el punto de unión con el otro cable del termopar), la suma algebraica de todas las fuerzas electromotrices es totalmente independiente de los conductores metálicos intermedio y es la misma que si se pusieran en contacto directo A y B.

    Ley de las temperaturas sucesivas[1]: La fem generada por un termopar con sus uniones a las temperaturas T1 y T3 es la suma algebraica de la fem del termopar con sus uniones a T1 y T2 y de la fem del mismo termopar con sus uniones a las temperaturas T2 y T3.
    Termopares

    Monografias.com

    Uno de los factores importantes para los termopares es contar con una resistencia alta, lo cual se traduce en una alta capacidad calorífica y una respuesta lenta, aumentado el rendimiento de la medida, al tener una buena estabilidad ante pequeños cambios perturbadores.
    Termopares
    Tipo de termopares

    El comportamiento de los termopares, matemáticamente se describe por la siguiente ecuación:

    Monografias.com

    En la siguiente tabla, de acuerdo a las normas ANSI, se recogen las características más relevantes de los termopares mas comunes.
    Termopares

    Monografias.com

    Compensación
    Termopares
    Para el calculo de temperatura con termopares, es necesario mantener la temperatura constante en uno de los lados y durante el trayecto, en caso de existir varias uniones. Se recomienda que las uniones se hagan con cables homogéneos del mismo material.

    Monografias.com

    Termopozos
    Los termopares son elementos delicados, los que no pueden ser sometidos directamente al medio al cual se desea medir la temperatura, por lo cual se necesita de un elemento aislante. A este elemento aislante se le llama termopozo, el cual va en contacto directo con el proceso. La temperatura en el termopar es captada por un intercambio de calor entre el proceso y el termopozo.
    Termopozos

    Monografias.com

    RTD
    Su principio de funcionamiento se basa en el flujo de electrones a través de la resistencia. Al variar la temperatura en el material resistivo, el flujo de electrones varía. Es decir la resistencia presenta una variación con la temperatura. Matemáticamente la expresión que describe una RTD es:
    Donde Ro es la resistencia a la temperatura de referencia y T es el incremento de la temperatura con respecto a la temperatura de referencia.
    Detector de Temperatura Resistivo (RTD)

    Monografias.com

    RTD
    Usualmente para los cálculos matemáticos y para trabajar en una región lineal, se utiliza la siguiente ecuación:

    R=Ro(1+aT)

    En la siguiente tabla se muestran características resaltantes de los RTD mas comerciales.

    Monografias.com

    Termistores
    Los termistores son elementos en los cuales se mide las variaciones de la temperatura (ºK) en función del cambio de resistencia que experimentan, pero a diferencia de los RTD, los termistores se basan en semiconductores y no en conductores.
    La relación entre la temperatura y la resistencia en el termistor se expresa en la siguiente ecuación:

    Partes: 1, 2

    Página siguiente 

    Nota al lector: es posible que esta página no contenga todos los componentes del trabajo original (pies de página, avanzadas formulas matemáticas, esquemas o tablas complejas, etc.). Recuerde que para ver el trabajo en su versión original completa, puede descargarlo desde el menú superior.

    Todos los documentos disponibles en este sitio expresan los puntos de vista de sus respectivos autores y no de Monografias.com. El objetivo de Monografias.com es poner el conocimiento a disposición de toda su comunidad. Queda bajo la responsabilidad de cada lector el eventual uso que se le de a esta información. Asimismo, es obligatoria la cita del autor del contenido y de Monografias.com como fuentes de información.

    Categorias
    Newsletter